moli di soluto

Soluzioni diluite

In una soluzione:

• n

moli di soluto

• n

moli di solvente

Soluzione diluita: n

<< n

Concentrazione

Concentrazione di una soluzione: ^% (grammi soluto / 100 g di soluzione)

% vol. (ml di soluto / 100 ml soluzione) g/litro

moli/litro (molarità)

Esempio:

Concentrazione di soluti nel

plasma

totale

Diffusione libera

Trasporto di materia tra punti di un sistema liquido o gassoso i cui componenti sono presenti in concentrazioni diverse

Es: sistema binario composto da solvente e soluto

A

Stato iniziale:

C_A > C_B

All’equilibrio:

C uniforme

Soluto: A ⇒ B Solvente: B ⇒ A

t x S

c D c

m

⋅ ∆

∆

= −

Legge di Fick:

Massa di soluto che passa da A a B in un tempo ∆t

B

S

∆∆∆∆x

Coeff. di diffusione:

dipende dal tipo di soluto, dal solvente e dalla temperatura

Superficie libera al passaggio di soluto.

Nota: in presenza di membrane permeabili

tra A e B, S è la superficie totale aperta al passagio di

soluto

Osmosi

E`un fenomeno di diffusione selettiva attraverso una membrana semipermeabile (permeabile al solvente ma non al soluto).

H₂O C₆H₁₂O₆ Memebrana

semipermeabile:

consente il passaggio di H₂0

ma non di C₆H₁₂O₆

All’equilibrio:

pressione

idrostatica p=dg∆h è bilanciata dalla pressione osmotica

ππππ

Se la soluzione e` diluita: π·V = δ·nRT (Van’t Hoff)

• δδδδ = coefficiente di dissociazione elettrolitica (δ=1 per soluto non dissociato)

• a T= costante, π è proporzionale a n/V ( = concentrazione moli/litro)

p π

Osmosi nei sistemi biologici

Molte membrane biologiche sono selettive:

• pareti capillari ed intestinali

• membrana alveolare

• membrana cellulare

• tubuli renali

La diffusione di sostanze dipende dalla differenza di pressioni idraulica ed osmotica

tra i due lati della parete

Le soluzioni iniettate per via endovenosa devono avere la medesima pressione osmotica del plasma

soluzioni ISOTONICHE

stessa concentrazione (moli/litro) del plasma

!soluzione ipotonica ⇒ emolisi dei globuli rossi

!soluzione ipertonica ⇒ atrofizzazione dei globuli rossi

Esempio:

Quanti grammi di glucosio (C

H

O

) vanno disciolti in un litro di acqua per avere una soluzione isotonica al sangue ?

[ ^{R . c = n / V = 55 , 8 g/litro} ]

Diffusione dei gas nei liquidi

Meccanismo attraverso il quale miscele gassose (es. O₂, N₂, CO₂)

diffondono nei liquidi del corpo umano attraverso membrane

permeabili ai gas.

membrana alveolare membrana

capillare

Legge di Henry: a temperatura costante, la quantità di gas disciolta in un liquido è proporzionale alla pressione parziale del gas sul liquido.

53 170

CO₂

1,2 2,4

N₂

2,3 4,9

O₂

s (40 ^oC) (cm³/atm) s (0 ^oC)

(cm³/atm) gas

p s V = ⋅

V = volume di gas (NTP) disciolto in 100 ml;

p = pressione parziale del gas;

s = coefficiente di solubilità.

Diffusione di gas nei sistemi biologici

!approvvigionamento di O₂

!eliminazione di CO₂

Totale 760 mmHg H₂O

CO₂ O₂ N₂ gas

47 mmHg vapor saturo

40 mmHg 5,6 %

100 mmHg 14,0 %

573 mmHg 80,4 %

pressione parziale frazione molare

aria alveolare Esempio: diffusione attraverso la membrana alveolare

cm

1 ml)

100

(

2

=

≈

N

s p

V

Il volume di N₂ disciolto in 100 ml di sangue è

(legge di Henry):

Per un individuo di massa pari ad 80 kg

(67 % di H₂O):

litri 55

, 0 )

totale

2

( ≈

V

Nota: il volume di azoto disciolto nel sangue aumenta durante le immersioni subacquee e viene eliminato durante la risalita.

risalita veloce embolia gassosa